仪器分析实验五 电位滴定法测定盐酸的浓度

实验五电位滴定法测定盐酸的浓度

一、实验目的

1、掌握电位酸碱滴定法测量盐酸的原理

2、掌握电位滴定法测量离子浓度的操作方法

3、掌握对测量数据进行微分处理的近似数值处理方法。

二、实验原理

电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，准确度优于直接电位滴定法电位法。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。可解决普通滴定法待测溶液有颜色或浑浊时，终点的指示就比较困难，或者根本找不到合适的指示剂时的终点确定问题。被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。

使用不同的指示电极，电位滴定法可以进行酸碱滴定，氧化还原滴定，配合滴定和沉淀滴定。酸碱滴定时使用pH玻璃电极为指示电极。在滴定过程中，随着滴定剂的不断加入，反应液pH不断发生变化，pH发生突跃时，说明滴定到达终点。

进行电位滴定时，被测溶液中插入一个参比电极，一个指示电极组成工作电池。随着滴定剂的加入，由于发生化学反应，被测离子浓度不断变化，指示电极的电位（本实验为pH）也相应地变化。在等当点附近发生电位（本实验为pH）的突跃。因此测量工作电池电动势（本实验为pH）的变化，可确定滴定终点。从图2和图3很容易看出，用微分曲线比普通滴定曲线更容易准确地确定滴定

终点。这要求在临近滴定终点时数据比较密集，即临近ep时应每加入一小体积滴定剂就记录一次pH。

判断何时临近滴定终点的方法：（1）：通过理论估算。①：体积理论估算法。即根据试液待测物估计含量、标准溶液浓度和滴定反应方程式来估算滴定剂理论估算消耗量，当滴定剂滴加量临近滴定剂时视为临近滴定终点。②：指示电极的电位（本实验为pH）理论估算法。即根据试液待测物估计含量、标准溶液浓度和滴定反应方程式来估算化学计量点时的指示电极的电位（本实验为pH≈4）理论估算值，当滴定至该值附近即视为临近滴定终点（2）：粗略实验法。每次加入一个较大体积的滴定剂体积（如1.00mL）并记录相应指示电极的电位（本实验为pH）。由指示电极的电位（本实验为pH）开始变化较大（即开始突跃）处对应的体积为临近滴定终点。

一次微分曲线的横坐标为计算相应纵坐标的∆V时的两个体积的算术平均值。

三、仪器与试剂

PHS-25C型pH计、复合pH玻璃电极、电磁搅拌器、磁子、酸式滴定管、烧杯；

碳酸钠、盐酸、蒸馏水。

四、实验步骤

1、准备实验

连接好pH计和清洗好的复合pH玻璃电极。预热仪器。称取碳酸钠基准试剂0.10-0.16g于干净烧杯中，放入磁子并在电磁搅拌器上搅拌使之溶解完全后停止搅拌。取洁净的酸式滴定管装以0.1mol/L盐酸溶液（注意润洗和排气泡）。将

复合pH 玻璃电极插入烧杯中，开启搅拌。 2、实验与记录数据

在滴加盐酸之前记录V=0.00mL 时pH ，以后每滴加一定量盐酸后均记录相应加入盐酸的体积V 和对应的pH （读取加入盐酸后的稳定值）。第一次可滴加5.00mL ，以后逐次减少每次盐酸滴加量。临近终点时每次滴加量0.1mL 或更少，越过终点一段以后逐次增加每次盐酸滴加量。滴定至加入一个较大体积的盐酸（如3.00mL ）时对应的pH 变化不大为止。 五、数据及处理 1、数据表

表5~1 滴定测量记录表

滴定剂体积V(mL)

电位计读数(pH)

滴定剂体积V(mL)

电位计读数(pH)

2、数据处理

表5~2 一阶微分表

一阶微分 ∆E/∆V 平均体积V (V n +V n+1)/2

一阶微分 ∆E/∆V 平均体积V (V n +V n+1)/2

3、数据作图

利用表5~2做出如图3的一阶微分图∆E/∆V-V ， 4、求取盐酸浓度

由一阶微分图获得V ep （mL ）。根据下式计算盐酸浓度HCl C 。

3

102-⨯=

ep HCl

MV m

C

式中：m 为碳酸钠质量（g ），M 为碳酸钠式量（g/mol ），

六、思考题

1、为何临近滴定终点时要慢速滴定？

2、相对于传统滴定法，电位滴定法有何优势和劣势？

3、电位滴定法对电极的响应时间有何要求？为什么？